公路路基加宽施工中的土工格栅加筋优化技术应用

刘玺章

（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 050001）

路基加宽是道路改扩建工程中的重要工序之一，但新老路基不均匀沉降一直是目前路基加宽工程中最难解决的问题。土工格栅加筋优化作为目前应用最广泛的技术之一，可有效均衡新老路基土体应力，提升路基加宽施工质量。本文结合实际工程，对土工格栅加筋优化技术参数、施工技术决策等方面进行研究，并对加宽后的路基沉降量、压实度进行了评价。

一、工程概况

该工程为某高速公路实际改扩建工程中重要路段之一，所经路段地势平坦，全长4km，起讫桩号为K11+000～K15+000，道路设计标准为双向六车道，原有道路单幅路面为12m，经土工格栅加筋扩建后达到18m，扩宽方式为双侧扩宽。路基加宽施工为塑料土工格栅+底层土工格栅+上层土工格栅。

二、工程实践

（一）土工格栅加筋优化技术参数

1、弹性模量与沉降量。

弹性模量是决定土工格栅加筋优化质量的重要影响因素之一，在公路路基加宽施工中，处于最佳弹性模量的土工格栅会使新老路基沉降量达到最小。为优化土工格栅加筋技术参数，本文选取0.1GPa、0.5GPa、1GPa、1.5GPa和2Gpa五个弹性模量参考值，分别测定路基表面最大沉降量，以确定新老路基沉降指标达到最优时的弹性模量，其加宽路基沉降量随土工格栅弹性模量变化关系如表1所示。

表1 加宽路基沉降量与土工格栅弹性模量关系表

由上述数据可知，土工格栅弹性模量从0.5GPa增加到1GPa，新老路基最大沉降量由0.094m到0.061m，减少了41%；而弹性模量从1GPa增加到2GPa，路基最大沉降量基本没有变化，说明该土工格栅加筋最佳弹性模量为1GPa，弹性模量过小无法满足路基沉降量要求，弹性模量过大既不能减少路基沉降量，还会造成土工材料的浪费。

2、弹性模量与横坡比。

横坡比同样影响路基施工质量与安全，将横坡比控制在稳定安全范围内是保障路基强度和稳定性的重要措施。但路基的横坡比并不是越大越好，随着路基的不断加宽，路基的横坡比也会随之不断增加，因此必须采取相应的措施来控制横坡比值。本文通过土工格栅弹性模量来调整路基横坡比，其横坡比与土工格栅弹性模量关系如表2所示。

表2 横坡比与土工格栅弹性模量关系

由表2可知，对于新老路基，当土工格栅弹性模量从0.5GPa增加到1GPa，横坡比也随之降低到3.4%，且在规范范围内，因此土工格栅最佳弹性模量为1GPa。

结合路基最大沉降量、横坡比和经济性等因素，该土工格栅加筋弹性模量为1GPa时，可使新老路基各项指标达到最优。具体土工格栅加筋施工参数如表3所示。

表3 土工格栅加筋施工参数

（二） 优化土工格栅加筋技术的施工决策

1、施工准备

首先对原路基进行测量、放样，确定加宽路基用地边缘和路堤坡脚，并对加宽路基路表高程进行复核，确定路基高程与设计图纸是否存在差异，对存在较大出入的区域，应由设计人员和技术人员进行相应调整和完善。然后整平、压实地面，在铺设土工格栅加筋之前，确保原地面无松散、坑槽等病害出现。在公路路基加宽施工中，根据实际工程概况，选择合适土工格栅材料，以减少新老路基的沉降量，从而提高路基施工质量，延长道路使用寿命。

2、铺设加筋土工格栅

针对该路基加宽工程，本文土工格栅铺设方式为：自坡脚到基床表层以下每隔0.6m铺设一层塑料土工格栅；但对于新加宽路段，自坡脚到基床表层每隔1.2m铺设一层加筋土工格栅。在铺设加筋土工格栅之前，要确定从新加宽路基台阶内部到旧路基的设计长度，确保路基一次性铺设完毕，且土工格栅不得扭曲，不得重叠铺设。对于无冲刷且较为平坦开阔的路段，要先将路表杂草等处理干净，铺设相邻土工格栅时要拉直平顺，且采用搭接或缝接的方式将相邻土工格栅紧密连接。

3、底层土工格栅铺设

土工格栅铺设于底层时，首先埋置木桩以标示路基铺设范围，在下承层沿纵向进行铺设。连接相邻土工格栅时，使用缝接法时采用高强聚丙烯材料；使用搭接法时以“U”形钉固定格栅，且搭接宽度不得小于20m。填筑土方时，运输车卸料高度尽量控制在1m以下，以方便推土机、整平机的整形工作，且土方松铺厚度应控制在35cm左右。

4、上层土工格栅铺设施工

在底层施工完成且路表平整度、压实度等均满足设计要求后，方可进行上层土工格栅的施工，上层土工格栅铺设、连接方式与底层施工相同，但要根据填土层顶面宽度调整土工格栅面积。

为确保土工格栅加筋技术应用于公路路基加宽施工的质量能够满足预期要求，在上层土方填筑、碾压完成后，需根据设计标准和工程要求，检查和验收土工格栅的施工质量，其土工格栅的质量验收标准如表4所示。

5、施工质量检验及养护

表4 土工格栅施工质量验收标准

在施工完成后，及时对路基进行养护，尽量避免路基受到太阳暴晒，养护时间一般不得小于28d，且在养护期间应对车辆进行严格管制，施工车辆行驶速度不得大于40km/h。

三、 质量检测

为评价公路路基加宽施工中土工格栅加筋优化技术应用的效果，根据《公路工程路基路面现场检测规程》（JTG E60-2008）要求，分别对路基沉降量和压实度进行检测分析。

（一）沉降量观测

根据《公路工程路基路面现场检测规程》（JTG E60-2008）要求，分别测定路基第3、6、12和18月的沉降量，检测结果如表5所示。

表5 路基沉降量观测数据统计表

由表5数据和路面调查结果可知，一年后新老路基沉降量基本稳定在120mm左右，且新老路基结合区域无开裂或不均匀沉降的现象出现，说明该土工格栅加筋优化技术的应用，可有效提高公路路基加宽施工质量。

（二）压实度检测

根据《公路工程质量检验评价标准》（JTG E80/1-2004）要求，测定土工格栅铺设完成后路基压实度，具体检测数据如表6所示。

由表6可知，土工格栅加筋优化后公路路基压实度平均值为97.91%，满足规范不小于96%的要求，说明公路路基加宽施工中土工格栅加筋技术的应用，可优化施工质量，保证新老路基施工完成后压实质量满足规范要求。

表6 公路加宽路基压实度检测汇总表

四、结语

土工格栅加筋优化技术不仅可以扩大路基加宽土体内摩擦角，还可以提升路基承载能力，解决新老路基沉降问题。本文从土工格栅加筋技术参数、施工技术决策等方面优化路基加宽施工质量，并对施工完成后路基沉降量、压实度进行评价。结果表明：土工格栅加筋优化技术应用于公路路基加宽施工后，可有效提高加宽路基施工质量，减少新老路基沉降量。